不同硒源及硒水平对大鼠生长性能、血清抗氧化能力和组织硒沉积的影响

罗培林 郑 萍 何 军 毛湘冰 余 冰 陈代文

硒是机体必需的微量元素，在抗氧化和增强机体免疫等方面起着十分重要的作用［1］，近年来有机硒特别是酵母硒的添加引起了人们的广泛关注。许多研究表明酵母硒与无机硒相比毒性小、吸收率高，在动物组织和母乳中有更多的沉积［2－4］，因而，酵母硒被认为是无机硒较理想的替代品，但目前市场上的酵母硒产品大多以蔗糖、葡萄糖和酵母膏等作为发酵底物，生产成本较高，且不同的生产工艺可能导致其组成成分和生物效价的不同，从而影响在动物生产上的使用。本试验旨在以亚硒酸钠（SSe）和商品酵母硒为参比，对本课题组采用新工艺以糖蜜和尿素为发酵底物生产的酵母硒生物学效价做出评定，为其工业化生产和应用奠定一定的基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

亚硒酸钠为普通饲料级产品，硒含量为10 000 mg／kg；酵母硒 A（Se－yeast A）为本课题组产品，采用糖蜜和尿素为发酵底物，硒含量为586 mg／kg，其中硒蛋氨酸51.5%；酵母硒 B（Seyeast B）为商品酵母硒，采用蔗糖和酵母粉等为发酵底物，硒含量为2 000 mg／kg，其中硒蛋氨酸60.2%。

1.2 试验动物与基础饲粮

试验动物选用82只6周龄左右健康的Wistar雌性大鼠（购自简阳达硕生物科技有限公司），其纯合饲粮参考 AIN－93 G［5］配制，基础饲粮组成及营养水平见表1。

表1 基础饲粮组成及营养水平（风干基础）Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet（air－dry basis） %

1.3 试验设计与饲养管理

试验选取82只 Wistar大鼠，随机选择6只饲喂以亚硒酸钠形式添加0.2 mg／kg硒的饲粮作为耗竭对照组，剩余76只饲喂不添加硒的基础饲粮进行耗竭试验，2周后将耗竭对照组的6只大鼠以及从耗竭组大鼠中随机选择6只进行屠宰，考察大鼠的硒耗竭状况。余下70只经硒耗竭试验的大鼠称重后随机分到10个处理，每个处理7个重复，每个重复1只大鼠，分别饲喂不同处理的饲粮21 d。处理1为负对照组，不添加任何形式的硒源；处理2～5在基础饲粮中分别以亚硒酸钠形式添加0.1、0.2、0.3和0.4 mg／kg硒；处理6～9分别以酵母硒A形式添加0.1、0.2、0.3和0.4 mg／kg硒；处理10以酵母硒B形式添加0.3 mg／kg硒。试验在四川农业大学动物营养研究所科研基地进行，所有大鼠均单笼饲养于不锈钢鼠笼中，室温控制在25～28℃，相对湿度为40%～60%。每天08：00喂料，自由采食和饮水（双蒸水），1周结算2次余料。

1.4 样品采集

大鼠硒耗竭期结束后，将耗竭对照组的6只大鼠以及从耗竭大鼠中随机选择6只进行眼球摘除采血，3 500 r／min离心10 min制备血清，分装于EP管中，－20℃保存待测。采血结束，剖开腹腔，收集肾脏、肝脏及部分左腿肌肉样，生理盐水冲洗干净，－70℃保存待测。整个试验结束后，所有大鼠按同样方法采集和保存血清、肝脏、肾脏和左腿肌肉样品。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 生长性能

记录每周的采食量，从补硒期第1天开始每周08：00空腹称重，计算全期平均日采食量（average daily f eed intake，ADFI）、平均日增重（average daily gain，ADG）和料重比（f eed／gain，F／G）。

1.5.2 血清生化指标

检测血清谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）和超氧化物歧化酶（SOD）活性及丙二醛（MDA）含量。GSH－Px活性检测采用比色法，SOD活性检测采用黄嘌呤氧化酶法（羟胺法），MDA含量检测采用硫代巴比妥酸法（TBA）。检测所用试剂盒购自南京建成生物工程研究所，具体方法参见试剂盒说明书。

1.5.3 组织及饲料中硒含量的测定

参照国标 GB／T 5009.93—2010［6］，将饲料、肝脏、肾脏和肌肉样品经硝酸－高氯酸（体积比为4∶1）溶液消化预处理后，用氢化物发生－原子荧光法测定其中硒含量。

1.5.4 酵母硒相对生物学效价

以亚硒酸钠为参比标准物，选择血清GSH－Px活性，肾脏、肝脏和肌肉硒含量作为判定指标，采用斜率比法计算酵母硒的相对生物学效价。

1.6 数据处理与分析

缺硒模型数据通过t检验进行分析，补硒期试验数据采用SPSS 13.0的GL M模型进行两因子方差分析，模型的主效应包括硒源、水平以及两者之间的互作效应，并用Duncan氏法进行多重比较，结果用平均值±标准误表示。用REG程序建立线性回归方程，Y＝a X＋b，其中Y 为所测指标（血清GSH－Px活性或组织硒含量），X 为饲粮硒水平，并进行显著性检验。以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结 果

2.1 硒耗竭对大鼠血清生化指标及组织硒含量的影响

由表2可见，与正常硒饲粮组（对照组）相比，饲喂硒缺乏饲粮组（耗竭组）大鼠2周后血清GSH－Px活性极显著降低（P＜0.01），MDA含量升高了19.11%（P＞0.05），此外，肝脏、肾脏及肌肉组织中硒含量也均极显著下降（P＜0.01），其中肝脏硒含量下降最为明显。

表2 硒耗竭对大鼠血清生化指标及组织硒含量的影响Table 2 Effects of Se－depletion on serum biochemical parameters and tissue Se content in Wistar rats

2.2 不同硒源及硒水平对大鼠生长性能的影响

不同硒源及硒水平对大鼠生长性能的影响见表3。由结果可知，不同硒源及硒水平对大鼠ADFI、ADG及F／G均没有显著影响（P＞0.05），但与亚硒酸钠相比，添加酵母硒有提高ADG和降低F／G的趋势（P＝0.06）；与饲喂基础饲粮组相比，添加0.3 mg／kg硒的酵母硒A组大鼠ADG和ADFI分别提高了4.00%和5.51%（P＞0.05）。

2.3 不同硒源及硒水平对大鼠血清生化指标的影响

不同硒源及硒水平对大鼠血清生化指标的影响见表4。由结果可知，与饲喂基础饲粮组相比，添加亚硒酸钠和酵母硒A组大鼠血清GSH－Px和SOD活性极显著升 高（P＜0.01），添加0.2、0.3 mg／kg硒 的 亚 硒 酸 钠 组 和 添 加 0.1、0.2、0.3 mg／kg硒的酵母硒A组血清 MDA含量显著降低（P＜0.05）；不同硒源及硒水平对大鼠血清GSH－Px和SOD活性影响不显著（P＞0.05），但硒添加水平对血清MDA含量有显著影响（P＜0.05），随着硒添加水平的增加，血清MDA含量呈先下降后升高的趋势，添加0.4 mg／kg硒的亚硒酸钠组大鼠血清MDA含量比添加相同水平硒的酵母硒A组大鼠高15.58%（P＞0.05）。经回归分析，大鼠血清 GSH－Px活性（Y）与亚硒酸钠（X1）和酵母硒A（X2）添加水平的回归方程如下：Y＝16 510 X1＋672（R2＝0.951，P＜0.01，n＝6），Y＝15 840 X2＋672（R2＝0.958，P＜0.01，n＝6）。

表3 不同硒源及硒水平对大鼠生长性能的影响Table 3 Effects of different Se sources and levels on gr owth perf or mance of Wistar rats

表4 不同硒源及硒水平对大鼠血清MDA含量及抗氧化酶活性的影响Table 4 Effects of different Se sources and levels on serum MDA content and antioxidant enzy me activities in Wistar rats

2.4 不同硒源及硒水平对大鼠组织硒含量的影响

由表5可见，不同硒源对大鼠组织硒含量有显著影响（P＜0.05），与亚硒酸钠组相比，添加0.1、0.4 mg／kg硒的酵母硒 A组大鼠肝脏、肾脏硒含量显著升高（P＜0.05）；不同硒水平对大鼠肝脏、肾脏及肌肉硒含量也有极显著影响（P＜0.01），随着硒添加水平的升高，组织硒含量增加，但添加0.4 mg／kg硒组与添加0.3 mg／kg硒组相比差异不显著（P＞0.05）。经回归分析，肝脏、肾脏及肌肉硒含量（Y）与亚硒酸钠（X1）和酵母硒A（X2）添加水平的回归方程如下：肝脏硒回归方程，Y＝1 157.3 X1＋742.8（R2＝0.860，P＜0.01，n＝6），Y＝1 475.5 X2＋768.4（R2＝0.823，P＜0.01，n＝6）；肾脏硒回归方程，Y＝1 161.3 X1＋902.2（R2＝0.882，P＜0.01，n＝6），Y＝1 329.5 X2＋957.3（R2＝0.851，P＜0.01，n＝6）；肌肉硒回归方程，Y＝72.1 X1＋82.3（R2＝0.732，P＜0.01，n＝6），Y＝72.7 X2＋85.6（R2＝0.842，P＜0.01，n＝6）。

表5 不同硒源及硒水平对大鼠组织硒含量的影响Table 5 Effects of diff erent Se sources and levels on tissue Se content in Wistar rats mg／kg

2.5 亚硒酸钠、酵母硒A和酵母硒B组大鼠生长性能、血清生化指标及组织硒含量

由表6可知，添加相同水平（0.3 mg／kg）硒的亚硒酸钠、酵母硒A及酵母硒B对大鼠生长性能和血清生化指标的影响差异不显著（P＞0.05），然而不同硒源对大鼠肝脏、肾脏及肌肉硒含量有显著或极显著的影响（P＜0.05或P＜0.01），与添加亚硒酸钠相比，添加酵母硒A组大鼠肝脏和肾脏硒含量极显著升高（P＜0.01），而添加酵母硒B组大鼠肝脏和肌肉硒含量极显著升高（P＜0.01）。

2.6 酵母硒A的相对生物学效价

由表7可见，以大鼠血清GSH－Px活性及肝脏、肾脏和肌肉硒含量为参比指标，酵母硒A相对于亚硒酸钠的生物学效价分别为95.9%、127.5%、114.5%和101.2%。

3 讨 论

3.1 大鼠缺硒模型的建立

硒是哺乳动物GSH－Px活性中心的重要组成部分，研究发现硒的摄入量会影响GSH－Px的合成，当硒缺乏时所有细胞中GSH－Px活性迅速降低［7］，因而通常把GSH－Px活性作为反映机体硒状况的适宜指标［8］，而组织硒含量也可在一定程度上反映机体硒的贮备。本研究在补硒期前给大鼠饲喂了14 d硒缺乏饲粮，结果发现大鼠经过硒耗竭期后血清GSH－Px活性及肝脏、肾脏和肌肉硒含量都有极显著下降，这与Han等［9］给对照组大鼠饲喂10 d缺硒饲粮后得到的结果类似。此外，范淳［10］给1日龄艾维茵肉仔鸡饲喂缺硒饲粮14 d后，与饲喂前相比肉仔鸡血清GSH－Px活性降低了15.7%，血硒含量降低了31.6%，均差异显著。以上结果表明经过2周硒耗竭后，我们已成功构建了大鼠的缺硒模型，从而减少了内源硒对硒生物学效价评定的影响。

表6 相同硒添加水平（0.3 mg／kg）的不同硒源对大鼠生长性能、血清生化指标及组织硒含量的影响Table 6 Eff ects of different Se sources with the same Se addition level（0.3 mg／kg）on gr owth perf or mance，ser u m biochemical par a meters and tissue Se content in Wistar r ats

表7 酵母硒A的相对生物学效价Table 7 The relative bioavailability values（RBV）f or Se－yeast A by SSe

3.2 不同硒源及硒水平对大鼠生长性能的影响

本研究发现大鼠生长性能不受硒源和硒水平的影响；Smit h等［11］在妊娠大鼠上的研究也表明硒源和硒添加水平对母鼠ADFI和ADG没有显著影响，此外，Wolter等［12］在生长育肥猪上的研究也得到了类似的结果，这说明可能在一定时间内动物内源硒还能维持机体正常的生理功能，从而不会影响其生长性能。但也存在不一致的报道，邹晓庭等［13］和陈忠法等［14］的研究则表明，与采食硒缺乏的饲粮组和添加无机硒的饲粮组相比，添加酵母硒的饲粮组鸡F／G显著降低，这些结果的差异可能与试验动物的种类及生长阶段不同有关，而硒作为5′脱碘酶Ⅰ的重要组成部分，早期研究发现动物缺硒能引起5′脱碘酶Ⅰ的活性下降，减少3，5，3－三碘甲腺原氨酸（T3）的合成，从而抑制动物生长［15］；郭峰等［16］和范淳［10］分别在肉鸡饲粮中以酵母硒的形式添加0.3和0.4 mg／kg硒都显著增加了血清T3含量，并显著降低了F／G，这说明有机硒可能更有利于家禽5′脱碘酶Ⅰ中硒蛋白的合成。因此，鉴于甲状腺激素在动物生长和代谢中的重要作用，以及氨基酸有机微量元素在甲状腺和精子形成过程中具有较好的组织定向性的特征，我们认为有机硒可能是通过增加5′脱碘酶Ⅰ中硒蛋白的合成，促进T3的分泌来提高动物的生产性能。

3.3 不同硒源及硒水平对大鼠血清生化指标的影响

在本试验中大鼠血清GSH－Px和SOD活性都不受硒源和硒水平的影响，饲喂添加0.1 mg／kg硒的亚硒酸钠和酵母硒A饲粮组大鼠血清GSH－Px和SOD活性与更高硒添加水平组相比差异不显著，这表明以血清GSH－Px活性作为衡量标准，无论何种硒源大鼠硒的需要量都不超过0.1 mg／kg。Mahan等［17］在生长育肥猪上也有相似的报道，说明血清GSH－Px活性对硒源和硒水平的变化不敏感。

然而也存在不一致的报道，Han等［9］研究表明，大鼠血清GSH－Px活性随硒添加水平增加而线性提高，饲喂酵母硒比亚硒酸钠更能有效提高大鼠血清SOD活性，差异显著，这可能与不同试验饲粮硒水平不同有关，但基于硒在机体内的代谢途径，作者认为有机硒并不能比无机硒更有效提高机体GSH－Px活性，这是因为无论何种形式的硒都必须转化成硒半胱氨酸才能整合到GSH－Px中，而Sunde等［18］研究表明亚硒酸钠转化为硒半胱氨酸的效率高于有机硒。

3.4 不同硒源及硒水平对大鼠组织硒沉积的影响

本研究发现，大鼠组织硒含量随饲粮硒水平增加而增加，添加酵母硒A组大鼠肝脏和肾脏硒含量显著高于亚硒酸钠组，这与 Mahan等［17］和Ki m等［19］的报道一致，说明就硒沉积而言，酵母硒的生物学效价高于亚硒酸钠。两者生物利用效率的差异可能与不同的代谢途径有关，无机硒和酵母硒都能参与硒蛋白的合成，但酵母硒中的硒蛋氨酸还能替代蛋氨酸合成含硒蛋白［20］，这可以解释酵母硒能在动物蛋白质合成旺盛的组织有更多的硒沉积。

本试验得出添加酵母硒A和亚硒酸钠在大鼠肌肉中有相似的硒沉积；Mahan等［17］在育肥猪上也发现添加有机硒和无机硒对肌肉硒含量的影响差异不显著，但给生长猪添加有机硒在肌肉中可以比无机硒有更多的硒沉积；Wang等［21］在肉鸡上也有类似的报道，这表明有机硒和无机硒对动物肌肉硒沉积的影响可能与动物的生长阶段有关，这是因为动物在生长后期肌肉沉积率会降低，因而更多的有机硒，特别是硒蛋氨酸可能更多地分布到其他非肌肉组织中。

3.5 不同有机硒的比较

本试验研究发现，酵母硒A和酵母硒B对大鼠生长性能、血清抗氧化酶活性及肝脏硒含量的影响没有显著差异，但酵母硒B在肌肉中有更多的硒沉积，而酵母硒A在肾脏中硒沉积更多。Yoon等［22］给鸡饲喂相同水平的2种酵母硒发现鸡血清硒含量也有极显著差异，说明不同有机硒的沉积途径存在一定的差异，这可能与其组成不同有关，Kelly等［23］报道酵母硒中大约含40%硒蛋氨酸和15%硒半胱氨酸，而Yoshida等［24］测得酵母硒中的硒有74.8%以硒蛋氨酸、9.9%以硒半胱氨酸、5.1%以亚硒酸盐形式存在。

4 结 论

① 硒源对大鼠组织硒沉积有较大影响，酵母硒相对于亚硒酸钠具有更高的生物学效价，但不同酵母硒存在一定的差异。

②饲粮硒水平对大鼠抗氧化能力没有较大影响，但基础饲粮中添加硒可以提高机体的抗氧化能力，以血清 GSH－Px活性为衡量标准，0.1 mg／kg硒的酵母硒和亚硒酸钠都能满足大鼠硒的需要，然而更高水平的酵母硒还可以使大鼠组织中有更多硒的储备。

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